一种激光3D打印陶瓷功能梯度结构件的方法

摘要

本发明公布了一种陶瓷功能梯度结构件的激光3D打印方法，利用激光3D打印系统以不同的陶瓷粉末为原料增材成形功能梯度结构件，具体步骤是：将两种或两种以上的陶瓷粉末干燥处理后分别放入送粉器不同的粉筒中，以惰性气体作为送粉和保护气体，利用高能激光束在基板上或前一沉积层上形成熔池并熔化注入熔池的陶瓷粉末，随着激光头的移动得到设计的单层轮廓，并通过层层沉积的方式得到最终的陶瓷结构。成形过程中通过控制不同粉末的送粉量实时改变组分配比，实现陶瓷结构件各位置材料组分及功能的梯度变化。本发明将传统方法中的制坯及烧结两个工序合二为一，提供了一种直接制备高性能陶瓷功能梯度结构件的方法。

主权项

一种激光3D打印陶瓷功能梯度结构件的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、根据结构件功能梯度设计要求计算结构件不同位置的组分配比，并将计算值作为激光3D打印机送粉器不同粉筒的数控变量值；B、将直径为20～90μm的陶瓷粉末干燥处理后分别放入激光3D打印机送粉器不同的粉筒中，根据功能梯度结构件选择不同元素种类的陶瓷粉末；C、设置激光3D打印机的激光功率密度处于104～105W/cm2，扫描速度处于200～800mm/min，送粉量处于1.0～3.5g/min；D、打开惰性气体为激光3D打印成形提供送粉气压及保护气压，并调整两种气压均处于0.1～0.3MPa；E、成形过程中通过改变送粉器不同粉筒的数控变量值实时控制不同粉筒的送粉量，实现结构件不同位置的组分变化，但各粉筒数控变量值的总和不变，以使每层的打印厚度保持一致，最终实现激光3D打印成形陶瓷功能梯度结构件。